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韩国研究团队成功研制世界最薄金刚石材料- Diamane

发行日 : 2019 / 12 / 27

12月10日,韩国基础研究院(IBS)多维碳材料研究中心和蔚山科学技术院(UNIST)自然科学部研究团队表示,研发出一种在常温常压条件下通过简单工序将石墨烯转换成超薄膜金刚石(Diamane)的新技术,该研究成果已发表《自然纳米技术》(Nature Nanotechnology)上。

石墨烯和金刚石均由碳原子组成,区别在于原子的键合形态和结构。石墨烯是一个碳原子在平面上连接成六边形的单层碳原子,而金刚石是由四个碳原子围绕一个碳原子组成正四面体的立体结构。因此,金刚石具备出色的导热性和机械强度,但也存在导电性弱、不易弯曲等缺点。

为了克服这一局限,科学家们开展了将金刚石制成如石墨烯一般的二维超薄膜形态的Diamane制备技术研究,但是改变金刚石键合结构的过程不仅需要极强的压力、价格昂贵,而且在压力降低情况下,金刚石很容易还原成石墨烯,由于无法维持其稳定性,所以该技术尚未进入实用化阶段。

此次研究人员研发出的Diamane合成方法是在在室温(25摄氏度)和大气压(1个大气压)条件下,仅通过注入氟的氟化工艺就可稳定制备Diamane。利用化学气相沉积(CVD)方法在铜镍(CuNi)合金基板上制备双层石墨烯,然后注入氟气。注入的氟气使已与周围3个原子键合的碳与周围的4个原子键合,最终制备成膜形态的金刚石。研究人员制备出的金刚石厚度为仅0.5nm,是目前世界上最薄的金刚石材料。针对其经过氟化这一特点,研究团队将其命名为“F-diamane”。

此项研究将大大降低Diamane制造成本,推动金刚石在多个领域应用。研究团队表示,还将进一步开展对电气和机械性能进行调节的大面积单结晶金刚石薄膜研究。

信息来源:

https://news.naver.com/main/read.nhn?mode=LS2D&mid=shm&sid1=105&sid2=228&oid=009&aid=0004479641

发布机构: 韩国网络媒体

发布时间:2019.12.10

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